今日笔记---数论
迪丽瓦拉
2025-05-31 21:30:13
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1、质数的判定---试除法

质数判定的条件:

1)n>1;        2)n是否只包含1和本身两个约数

最优写法,时间复杂度是O(sqrt(n))。

#include 
using namespace std;
bool is_prime(int n)
{if(n<2) return false;for(int i=2;i<=n/i;i++){if(n%i==0) return false;}return true;
}int main()
{int n;cin>>n;cout<

之前写法的缺点:

1)for(int i=2;i

2)for(int i=2;i

3)for(int i=2;i*i<=n;i++) //此时i*i有溢出的风险,可能会超过整数的范围

2、分解质因数---试除法

思路:从小到大枚举所有小于sqrt(n)的质因子,并在(n%i==0)成立时,将n中的i模尽。

时间复杂度:O(logn--sqrt(n)),近似认为是O(sqrt(n))

结论1:n中最多只包含一个大于sqrt(n)的质因子

补充知识:两个没有共同质因子的正整数称为互质。因为1没有质因子,1与任何正整数(包括1本身)都是互质。

#include 
using namespace std;
void divide(int n)
{for(int i=2;i<=n/i;i++){if(n%i==0)  //当前的i是n的一个质因子,i一定是质数。因为在2--i-1中的所有质因子已经除干净了{int s=0;while(n%i==0) n/=i,s++; //把当前n里的i质因子模干净,并统计i出现的次数即i的指数cout<1) cout<>t;while(t--){int n;cin>>n;divide(n);cout<

3、筛质数

(1)朴素筛法求素数个数:

思路:从小到大(即2--n)开始枚举,记录下当前没被标记过的数,然后依次在序列中把当前i的倍数标记上。所以剩下的没被标记过数就是质数。

时间复杂度为O(nlogn)

#include 
using namespace std;
const int N=1e6+10;
int cnt;
int p[N],s[N];
void prime(int n)
{for(int i=2;i<=n;i++){if(s[i]==0) p[cnt++]=i;//cout<>n;prime(n);cout<

(2)埃式筛法:

优化:仅在当前数是质数的时候,开始从此标记其倍数。因为如果这个数不是质数,那么按照(1)的做法在此前就已经将这个数及这个数的倍数标记过了,按照(1)的方法会在进行一趟无用功,所以做此优化。

时间复杂度是O(n log logn)

#include 
using namespace std;
const int N=1e6+10;
int cnt;
int p[N],s[N];
void prime(int n)
{for(int i=2;i<=n;i++){if(s[i]==0) {p[cnt++]=i;//cout<>n;prime(n);cout<

(3)线性筛法:

思路:把每一个合数用他的质因子筛掉,核心:每个数n只会被其最小质因子筛掉。

第二个for(;pj<=n/i;)!

和埃氏筛法的区别:线性筛是站在当前枚举到的 合数 i 的角度,是质数就加入p[], 同时将素数数组元素和i进行乘积组合,将可乘出来的结果标记上,直到素数数组元素为i的最小质因子退出进行组合的这个for。本质上每个数都是被自身的最小质因子筛掉的;(我的理解,像是随着i开展局部探索,把附近能被筛掉的数筛掉。每个数都只有一个最小质因子,且最小质因子只有一个,所以每个数都只会被筛一次)

埃氏筛法:站在质因子的角度,把1--n中质因子为当前数的数字筛掉.

两种情况:

1)i%p[j]==0  说明p[j]是i的最小质因子

2)i%p[j]!=0 说明p[j]一定小于i的所有质因子

#include 
using namespace std;
const int N=1e6+10;
int cnt;
int p[N],s[N];
void prime(int n)
{for(int i=2;i<=n;i++){if(s[i]==0) {p[cnt++]=i;//cout<>n;prime(n);cout<

三种筛法的速度对比:由上到下对应(3)--(1)

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